2-аминотиазол способен к диазогированию, что свидетельствует о достаточно выраженной ароматичности тиазо-лов. Продукт восстановления тиазола - тиазолидин - может быть получен только обходным путем, а не прямым гидрированием тиазола. И тиазоловый, и тиазолидиновый циклы входят в молекулы биологически ценных соединений, например

(сульфатиазол) и антибиотиков

сульфамидных препаратов группы пенициллина:

^3-NH-SQr(3-NH2

,соон

н н

Пенициллины

Сульфатиазол

2. Шестичленные гетероцнклы: пиридазин, пиримидин, пиразин

Шестичленные гетероциклические соединения с двумя

29

гетероатомами достаточно разнообразны по своему строению, так как можно представить большое число вариантов размещения пар из трех гетероатомов (N, О, S) в различных положениях шестичленного кольца. Если один из гетероатомов представлен азотом, соединения имеют общее название азинов, которое конкретизируется указанием природы второго гетеро-атома. диазины (второй гетероатом - азот), оксазины (второй гетероатом - кислород) и тиазины (второй гетероатом - сера).

a a cnd

Пиридазин Пиримидин Пиразин (1,2-диазин) (1,3-диазин) (1,4-диазин)

Оксазины и тиазины, содержащие двухвалентные атомы кислорода и серы, соответственно, имеют в циклической системе только две двойные связи, поэтому во всех этих структурах существует изомерия, определяемая размещениехМ "дополнительного" атома водорода; это положение указывается в виде номера атома, около которого находится водород, и символа Н (ниже приведены в качестве примера структурные формулы 2Н-1,4-оксазина и 4Н-1,4-оксазина):

q О О О q О

4Н-1,2- 4Н-1,3- 2Н-1,4- 4Н-1,4- 4Н-1,2- 4Н-1,3- 2Н-1,4-Оксазин Оксазин Оксазин Оксазин Тиазин Тиазин Тиазин

8 молекулы биологически важных гетероциклических сог единений оксазины и тиазины входят в модифицированном виде; таков, например, феноксазин, лежащий в основе строения некоторых красящих веществ грибов, лишайников и бабочек.

9 Ю 1

:офо: Офо

6 5 4 Фенотиазин Феноксазин (нумерация атомов та же)

5f^NH 2,3-Дигидротиазин

30

Фенотиазиновая структура встречается в инсектицидах, красителях и лекарственных препаратах (нейролептических средствах); 2,3-дигидро-1,3-тиазиновое ядро включено в состав антибиотиков цефалоспориновой группы.

Отличительной чертой диазинов является наличие в их молекулах ароматического секстета электронов, образованного с сохранением на каждом из атомов азота неподеленной электронной пары (подобно пиридину). Поэтому химические свойства диазинов схожи со свойствами пиридина: они являются слабыми основаниями (дают соли с НС1 и пикриновой кислотой), очень устойчивы к окислению, слабо реагируют в условиях реакций SE; реакции протекают достаточно легко только с галогендиазинами, причём ряд реакционной способности последних выглядит следующим образом: 2-хлорпири-мидин > 4-хлорпиримидин > 4-хлорпиридазин = 3-хлорпири-дазин = хлорпиразин (в реакции с ионом O2N-QH4-O ).

Среди диазинов наиболее биологически значимы производные пиримидина (1,3-диазина). Пиримидиновый цикл, наряду с замещённым тиазолом, входит в состав витамина Bj (или тиамина, или аневрина), недостаток которого в организме приводит к полиневритам и вызывает болезнь "бери-бери". Пиримидин также является основой многочисленных снотворных препаратов группы барбитуратов, представляющих собой производные барбитуровой кислоты (малонилмочевины); замещённые барбитуровые кислоты применяются, как правило, в виде натриевых солей, что и объясняет название всей группы:

Веронал (барбитал), 5,5-диэтилбарбитуровая кислота

31

Все оксипиримидины обнаруживают способность к про-тотропной таутомерии, заключающейся в миграции протона между структурами гидроксидиазина и кетоформы (лактим-лактамная таутомерия), причём для барбитуровой кислоты рентгеноструктурный анализ показал преобладание трикето-формы (см. выше на примере формулы веронала). Аналогичное свойство характерно и для аминопиримидинов. Возможность существования этих производных пиримидина в кето-формах особенно существенна для проявления биологической активности так называемых пиримидиновых оснований нуклеиновых кислот - тимина, урацила и цитозина, так как только в кето-форме возможно образование сильных водородных связей между остатками оснований в цепях нуклеиновых кислот (ти-мин - аденин и цитозин - гуанин в ДНК, урацил - аденин и цитозин - гуанин в РНК):

)Н О

Н.О

Урацил (2,4-диоксипиримидин)

NH

Тимин

(2,4-диокси- 5-метилпиримидин) Qn-H—Ан

NH

Цитозин (4-амино-2-оксипиримидин)

TsiH"."N=e^

| Водородные связи между остатками тимина и аденина в ДНК

Среди биологически важных соединений встречаются вещества, молекулы которых содержат несколько циклов с несколькими гетероатомами. Наибольшее биологическое значение имеет пурин, бициклическая структура с четырьмя атомами азота, которую можно представить себе как результат конденсации имидазольного и пиримидинового циклов. За счёт атомов азота, имеющих неподелённые электронные пары (поло-

32

жения 1, 3, 7), пурин проявляет